[发明专利]一种非高峰时段多列车运行节能优化方法

权利要求书

1.一种非高峰时段多列车运行节能优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，设置列车运行基本数据及Pareto算法参数，包括非高峰多列车运行的线路数据、列车数据、运营数据和Pareto多目标遗传算法的基本参数；

步骤2，构建非高峰时段多列车能耗计算模型；

步骤3，以停站时间的压缩值为优化变量，以节能指标和准时指标为优化目标，以单向总运行时间和停站时间变化范围为约束条件，建立非高峰时段多列车节能优化模型；

步骤4，基于Pareto多目标遗传算法来求解非高峰时段多列车节能优化模型，得到一组非支配解集；

步骤5，提取最优解，从而得出优化后的时刻表，完成非高峰时段多列车节能优化模型的求解；

步骤3中所述的非高峰时段多列车节能优化模型，具体如下：

l_di≤g₂(x)＝d_n≤u_di (4)

式中f₁(x)为与节能指标相关的目标函数，F(t)为t时刻标列车的牵引力；E₀(i)为列车在区间i原计划的能耗值；t₀,t_f分别为列车运行时刻和结束时刻；K,K-1分别为车站数和列车运行区间数；f₂(x)为与准时指标相关的目标函数，Δd_i为车站i的停站时间压缩值；T_i为车站i的计划运行时间；g₁(x)为与总运行时间相关的约束条件，g₂(x)为与停站时间相关的约束条件，l_di和u_di分别为最小停站时间和最大停站时间，v(t)为列车的速度。

2.根据权利要求1所述的非高峰时段多列车运行节能优化方法，其特征在于，步骤1中所述的线路数据，包括坡道起止公里标及对应坡度i、曲线段起止公里标及对应曲率C，限速段起止公里标及对应限速V_T；所述的列车数据，包括列车的编组方式、长度L、载荷等级AW、戴维斯方程系数a,b,c、最大加速度a_max、最大速度v_max、牵引特性曲线F(v)和制动特性曲线B(v)；所述的Pareto多目标遗传算法的基本参数，包括选择算子、交叉算子、变异算子、最大进化代数、种群大小和适应度函数。

3.根据权利要求1所述的非高峰时段多列车运行节能优化方法，其特征在于，步骤2中所述的构建非高峰时段多列车能耗计算模型，具体如下：

步骤2.1、根据列车运行区段工况转折点，分区间进行列车的牵引能耗计算，根据列车前一个仿真步长运行至当前仿真步长的公里标S(t)，得到当前仿真步长内列车的坡度i、曲率C；

步骤2.2、根据前一个仿真步长列车的速度v(t)、能耗E(t)，计算出当前仿真步长内列车的牵引力F(v)、制动力B(v)和阻力参数f；

步骤2.3、根据列车的工况和受力分析，计算出当前时间t列车的加速度a(t)、牵引功率P(t)，进而计算出下一个仿真步长内的速度v(t+Δt)、公里标S(t+Δt)、牵引功率P(t+Δt)，以及牵引能耗E(t+Δt)，Δt为仿真步长时间。